まず、ニトロゲナーゼ系は大量のATPを要求するため、酸化的リン酸化あるいは光リン酸化がおこなわれる条件でのみ窒素固定反応が見られる。さらにニトロゲナーゼ活性は酵素発現量の調節およびADPの拮抗阻害によって行われる。ニトロゲナーゼは生産物であるアンモニアの存在によって発現量が低下する。アンモニア自体はニトロゲナーゼ反応の阻害物質にはならない。ADPの拮抗阻害について、リボシル化されたADPがニトロゲナーゼ還元酵素の強力な阻害剤となることが明らかになっている。ADPのリボシル化はニトロゲナーゼ還元酵素ADPリボシル転移酵素(DRAT: Dinitrogenase Reductase ADP-ribosyltransferase)がかかわっており、本酵素は暗条件（光リン酸化がおこなわれない条件）やアンモニウム塩の添加によって誘導される。リボシル化ADPによって阻害されたニトロゲナーゼ還元酵素はニトロゲナーゼ還元酵素活性化グリコヒドロキシラーゼ(DRAG: Dinitrogenase Reductase Activating Glycohydrolase)によって付活され、再活性化する。DRATおよびDRAGはともに精製され、性状解析がおこなわれている。
ニトロゲナーゼ還元酵素の遺伝子はnifHである。機能単位はホモ二量体であり、分子量は120 kDaである。ニトロゲナーゼ還元酵素内には1つの[4Fe-4S]クラスターおよび2つのMg-ATP結合部位を有している。[4Fe-4S]クラスターはホモ二量体それぞれのシステインによって配位され、P-cluster同様サブユニット間に配置している。一方、Mg-ATP結合部位については、ホモ二量体のサブユニットそれぞれに存在している。
ニトロゲナーゼ二量体の遺伝子はnifDおよびnifKであり、それぞれαおよびβサブユニットをコードしている。αβ構造が機能単位だが、生体内においてはα₂β₂構造をとっており、分子量は220~240 kDa程度である。αβ構造内には、活性中心である鉄-モリブデン補因子(FeMo-co)および電子伝達を担うP-clusterが一つずつ配位している。FeMo-coは[Mo-3Fe-3S]および[4Fe-3S]クラスターが3つの硫黄リガンドによって結合し、[Mo-7Fe-6S]クラスター構造を有している。さらにモリブデンはホモクエン酸のC2カルボニル基とヒドロキシ基に結合し、さらにαサブユニットのシステインとヒスチジンに結合して安定した構造をとっている。一方、P-clusterは2つの[4Fe-3S]クラスターが1つの硫黄リガンドによって結合し、[8Fe-7S]クラスター構造をとっている。それぞれのクラスターの両端はαおよびβサブユニットのシステインに結合し、配位されている。したがって、P-clusterはαβサブユニット間に配置している。
奄美カトリック迫害（あまみカトリックはくがい）は、奄美大島で日本のカトリック教会の教役者、信徒らに加えられた迫害である。1891年に最初のカトリックの洗礼が行われた。フェリエ神父は初代教会のように数千人の人に洗礼を授けた夢を見たと語っていたという。1923年に信徒数4057人を数えた。1922年にカナダのフランシスコ会モーリス・ベルタン神父が奄美を来訪したとき、住民らの願いがあり、1924年にミッションスクールの大島高等女学校が開校した。1925年、町が提供した600坪の敷地に鉄筋コンクリート2階建ての校舎が完成した。1923年にカトリック信徒の中学生2人が高千穂神社の参拝を拒否したので、退学させられた。『鹿児島新聞』1924年10月11日号はこの事件にふれ「現在同島の三分の一はキリスト信者となり、その結果、過激の言動をなすものが増加し来たり」と報道した。ただし、宮下正昭は当時の信者のパーセンテージを5.6％としている。『鹿児島新聞』1924年10月31日号は大島高女が教育勅語を奉読していないとして非難した。1927年8月に昭和天皇が来島。同年10月に教皇使節マリオ・ジャルディーニ大司教が来島。奄美大島要塞司令部の昭和10年の報告書は「カ教教義は国体・国民精神と相いれず、かつ部落の統一・平和を害する」としている。奄美大島要塞司令部は、昭和11年8月にカトリック教徒の転向の状況を調査し、9月25日付けで陸軍次官あてに報告している。1933年に邪教排撃運動がおこり、名瀬町民大会は国体に反するとされた大島高等女学校の即時撤廃をもとめる決議文を宣言し、同年12月に翌年3月31日限りで廃校とすることが文部省に認可された。教育勅語への不敬があったとして1934年の臨時議会で廃校が決議。奄美のカトリック信者は日本宗教への改宗を強要される。軍人はカトリック信徒を集めて監禁し、背教しないと殺すと脅した。青年団員はカトリック信徒宅に押し入って十字架、ロザリオ、祈祷書を奪い、かわりに天照大神の札を貼った。憲兵は「天皇とキリストのどちらが偉いか」詰問した。教会は襲撃される。1936年に瀬戸内国防協会は大会を開いて、「国土防衛の生命線たる奄美大島におけるスパイ容疑外人、並びに邪教カトリックの徹底的殲滅を期す」と決議。聖心教会の聖堂内の十字架は壊された。大笠利の教会は焼失した。迫害の中、11月に14のカトリック教会は鹿児島県に無償譲渡された。1937年に町村に無償で払い下げられ、役場となった聖心教会の十字架は切り倒されて、かわって日の丸が掲げられた。カトリック信者の家は、防空演習のためとして、順繰りに放水され、家中が水浸しになった。肺病の少女がいたカトリックの家も一連の防空演習により、少女が寝ていた布団ごと水に浸かった。商家では放水され売り物が被害にあった。日本の敗戦後の1946年、カトリック信者、ホーリネス、米軍が共にクリスマスを祝った。1991年時点での奄美大島のカトリック教会数は29、信者数は4300人である。